JP5281836B2 - Electrode assembly and secondary battery using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電極組立体及びこれを用いた二次電池(Electrode assembly and secondary battery using the same)に関する。 The present invention relates to an electrode assembly and a secondary battery (Electrode assembly and secondary battery using the same) using the same.
近年、携帯電話、ノートパソコン、ビデオカメラなどの小型化及び軽量化された電気機器や電子機器が活発に開発及び生産されている。 In recent years, miniaturized and lightened electrical and electronic devices such as mobile phones, notebook computers, and video cameras have been actively developed and produced.
このような携帯用電気機器や電子機器は、別途の電源が備えられてない場所でも動作するように電池パックを内蔵し、かかる電池パックを駆動電源として利用している。かかる内蔵された電池パックは、所定レベルの電圧を出力して携帯用電気機器や携帯用電子機器を所定の期間だけ駆動させることができるように、その内部に少なくとも一つの電池を備える。 Such portable electric devices and electronic devices incorporate a battery pack so as to operate even in a place where a separate power source is not provided, and use the battery pack as a driving power source. Such a built-in battery pack includes at least one battery therein so that a predetermined level of voltage can be output to drive the portable electric device or portable electronic device for a predetermined period.
最近では、実用性及び経済性などを考慮して、再充電が可能であり、小型化及び大容量化が可能な二次電池が、携帯用電気機器や携帯用電子機器の電池として多く採用されている。 Recently, in view of practicality and economy, secondary batteries that can be recharged and that can be reduced in size and capacity are widely used as batteries for portable electric devices and portable electronic devices. ing.
このような二次電池のうち、リチウム二次電池は、携帯用電子機器の電源として広く普及しているニッケル−カドミウム(Ni−Cd)電池やニッケル−水素(Ni−MH)電池よりもその動作電圧が約3倍も高く、3.6Vの動作電圧を有する。また、リチウム二次電池は、単位重量当たりのエネルギー密度も高いため、最近ではその普及が急速に進んでいる。 Among such secondary batteries, lithium secondary batteries operate more than nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries and nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries that are widely used as power sources for portable electronic devices. The voltage is about three times higher and has an operating voltage of 3.6V. In addition, since lithium secondary batteries have a high energy density per unit weight, they have been rapidly spreading recently.
リチウム二次電池のうち、リチウムイオン二次電池においては、ベアセル(単体の電池セル)は、電極組立体が缶の内部に収容された構造を有する。すなわち、リチウムイオン二次電池のベアセルは、電極組立体を缶に収納後、キャップ組立体で蓋をし、缶の内部に電解液を注入口から注入して、その後注入口を密封することにより形成されることができる。上記電極組立体は、陽極板、陰極板及び、セパレータを含んで構成される。また、上記缶は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることができる。 Among lithium secondary batteries, in a lithium ion secondary battery, a bare cell (single battery cell) has a structure in which an electrode assembly is accommodated inside a can. In other words, a bare cell of a lithium ion secondary battery has a structure in which an electrode assembly is housed in a can, covered with a cap assembly, an electrolyte is injected into the inside of the can from an inlet, and then the inlet is sealed. Can be formed. The electrode assembly includes an anode plate, a cathode plate, and a separator. The can can be made of aluminum or an aluminum alloy.
一方、リチウム二次電池のうち、上記セパレータがポリマーで形成されたリチウムポリマー二次電池においては、電極組立体が缶に収容される代わりに、パウチに収容される場合がある。すなわち、ポリマーで形成されたリチウムポリマー二次電池のセパレータは、電解液としての役割を果たすことができ、セパレータに電解液成分を含浸させて使用するため、電解液が漏れるといった問題が起こりにくく、電極組立体の収納容器として、缶を使用せずに、パウチを用いる場合がある。 On the other hand, among lithium secondary batteries, in the lithium polymer secondary battery in which the separator is formed of a polymer, the electrode assembly may be housed in a pouch instead of being housed in a can. In other words, the lithium polymer secondary battery separator formed of a polymer can serve as an electrolyte solution, and since the separator is impregnated with an electrolyte solution component, the problem of electrolyte leakage is unlikely to occur. As a container for the electrode assembly, a pouch may be used without using a can.
電極板は、一般に、金属箔からなる電極集電体の表面に電極活物質を含むスラリーを塗布することによって形成される。 The electrode plate is generally formed by applying a slurry containing an electrode active material to the surface of an electrode current collector made of a metal foil.
電極組立体は、陽極板、陰極板及びセパレータがそれぞれ一枚のストリップ(帯状の形状)からなり、これらが陽極板、セパレータ、陰極板の順に積層されて、ゼリーロール型に巻き取られた構造を有する。 The electrode assembly has a structure in which an anode plate, a cathode plate, and a separator are each composed of a single strip (band-like shape), which are laminated in order of an anode plate, a separator, and a cathode plate, and wound into a jelly roll type. Have
電極集電体には、1つの電極を形成するのに必要な長さ分のスラリーが塗布されて電極活物質層が形成され、電極タブを熔接するなどの必要性によって電極活物質層が塗布されてない無地部が形成される。すなわち、電極集電体には、電極活物質層が形成された集電体被覆領域と、電極活物質層が形成されずに集電体が露出された集電体露出領域とが含まれる。 An electrode active material layer is applied to the electrode current collector according to the necessity of applying an electrode active material layer by applying a slurry of a length necessary to form one electrode. An unfinished plain part is formed. That is, the electrode current collector includes a current collector coating region where the electrode active material layer is formed and a current collector exposed region where the current collector is exposed without forming the electrode active material layer.
ここで、電極集電体にスラリーを塗布し始めるスタート部においては、電極活物質層が連続する部分に比べて塗布されたスラリーが固まって多少突き出される過渡現象が現われる。すなわち、電極集電体にスラリーを塗布する製造工程において、スラリーの塗布を開始する領域においては、スラリーが厚く塗布されてしまい、その部分の電極活物質層が電極活物質層の他の領域よりも突出されて形成されてしまうという現象が生じる。 Here, in the start portion where the slurry starts to be applied to the electrode current collector, a transient phenomenon occurs in which the applied slurry is hardened and protrudes somewhat as compared with the portion where the electrode active material layer is continuous. That is, in the manufacturing process of applying the slurry to the electrode current collector, the slurry is applied thickly in the region where the application of the slurry is started, and the electrode active material layer in that portion is more than the other regions of the electrode active material layer. This also causes a phenomenon that the protrusion is formed.
一方、電極集電体にスラリー塗布が終了する終端部には引き摺られ現象が発生して電極活物質層が連続する部分に比べてスラリーが少なく塗布される。すなわち、電極集電体にスラリーを塗布する製造工程において、スラリーの塗布が終了する領域においては、スラリーが薄く塗布されてしまい、その部分の電極活物質層が電極活物質層の他の領域よりも薄く形成されてしまうという現象が生じる。 On the other hand, a drag phenomenon occurs at the terminal portion where the application of the slurry to the electrode current collector is completed, so that less slurry is applied compared to the portion where the electrode active material layer is continuous. That is, in the manufacturing process of applying the slurry to the electrode current collector, in the region where the application of the slurry is finished, the slurry is thinly applied, and the electrode active material layer in that portion is more than the other regions of the electrode active material layer. However, the phenomenon that the film is formed thinly occurs.
このような電極活物質層のスタート部及び終端部は、電極組立体を巻き取る際に加えられる圧力などの製造工程における圧力や、その他の外部的な圧力が加えられた場合に、陽極板と陰極板とを電気的に絶縁させるセパレータに損傷を与える恐れがある。 The start part and the end part of the electrode active material layer are connected to the anode plate when a pressure in a manufacturing process such as a pressure applied when the electrode assembly is wound or other external pressure is applied. The separator that electrically insulates the cathode plate may be damaged.
上記のようなセパレータが損傷された部分では、陽極板と陰極板との間で内部的な短絡が生じる恐れがある。そして、このような短絡により事故が発生する恐れがあるため、安全面で問題が生じる。更に、上記のように製造工程で圧力が加えられてセパレータに損傷が生じると、電池生産の歩留まりが低下するという問題も発生する。 In the portion where the separator is damaged as described above, an internal short circuit may occur between the anode plate and the cathode plate. And since an accident may occur due to such a short circuit, a problem arises in terms of safety. Furthermore, when pressure is applied in the manufacturing process as described above and the separator is damaged, there is a problem in that the yield of battery production decreases.
そこで、従来は、スラリーを塗布する際のスタート部及び終端部に絶縁層を形成することにより、上記のような問題が発生するのを防止していた(例えば、特許文献1〜特許文献3参照。)。
しかし、上記のような従来の電極組立体は、絶縁層が電極活物質層の一部を覆うように設けられるので、電極活物質層の反応面積が減少し、その結果、電池容量が減少するという問題があった。 However, in the conventional electrode assembly as described above, since the insulating layer is provided so as to cover a part of the electrode active material layer, the reaction area of the electrode active material layer is reduced, and as a result, the battery capacity is reduced. There was a problem.
また、電極活物質層の一部を覆うように絶縁層が形成されるので、絶縁層の厚さ分だけゼリーロールの長径が大きくなるという問題もあった。 In addition, since the insulating layer is formed so as to cover a part of the electrode active material layer, there is a problem that the major axis of the jelly roll is increased by the thickness of the insulating layer.
更に、電極活物質層と絶縁層が接着される領域において、各成分の反応によってコバルト成分以外の異種の金属が湧出されるという問題もあった。 Furthermore, in the region where the electrode active material layer and the insulating layer are bonded, there is also a problem that different types of metals other than the cobalt component are generated by the reaction of each component.
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、効率性を高めることができ、安全性を向上させることができる電極組立体及びこれを用いた二次電池を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electrode assembly capable of improving efficiency and improving safety, and two using the same. The next battery is to provide.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、陽極集電体と、上記陽極集電体上に形成された陽極活物質層と、上記陽極集電体上に設けられた陽極集電体露出領域とを備えた陽極板と、陰極集電体と、上記陰極集電体上に形成された陰極活物質層と、上記陰極集電体上に設けられた陰極集電体露出領域とを備えた陰極板と、上記陽極板と上記陰極板との間に介在されるセパレータとを含み、上記陽極活物質層または/および上記陰極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端のうちの少なくともいずれかの端部に隣接して、上記陽極集電体露出領域または上記陰極集電体露出領域の少なくとも一面に配設される絶縁部材を備えたこと、を特徴とする電極組立体が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, an anode current collector, an anode active material layer formed on the anode current collector, and an anode provided on the anode current collector An anode plate provided with a current collector exposed region, a cathode current collector, a cathode active material layer formed on the cathode current collector, and a cathode current collector exposure provided on the cathode current collector A cathode plate having a region, and a separator interposed between the anode plate and the cathode plate, and the anode active material layer or / and the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly An electrode comprising an insulating member disposed on at least one surface of the anode current collector exposed region or the cathode current collector exposed region adjacent to at least one of both ends. An assembly is provided.
このような本発明にかかる電極組立体によれば、陽極集電体上に形成された陽極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部、または、陰極集電体上に形成された陰極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部の、少なくともいずれかに隣接して、絶縁部材が陽極集電体上または陰極集電体上に設けられる。これにより、陽極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部や、陰極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部が、電極組立体を巻き取る際に、あるいは、電極組立体に外部から圧力が加えられた際に、セパレータを破損させることを防止することができる。また、上記絶縁部材は、陽極活物質層または陰極活物質層と重ならないように設けられるため、上記絶縁部材を設けることにより、陽極板または陰極板の厚みが増したり、電極組立体の直径が増加したり、活物質層の反応面積が減少するといった影響が出ることは殆どない。更に、上記絶縁部材は、陽極活物質層または陰極活物質層と接触しないように設けられるので、絶縁部材と活物質層との接着部において発生していた異種金属の湧出も生じなくなる。 According to such an electrode assembly according to the present invention, the anode active material layer formed on the anode current collector is formed on both ends of the electrode assembly in the winding direction or on the cathode current collector. An insulating member is provided on the anode current collector or the cathode current collector adjacent to at least one of both ends in the winding direction of the electrode assembly of the cathode active material layer. Thus, both ends of the anode active material layer in the winding direction of the electrode assembly and both ends of the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly are wound when the electrode assembly is wound up, or It is possible to prevent the separator from being damaged when pressure is applied to the solid body from the outside. In addition, since the insulating member is provided so as not to overlap the anode active material layer or the cathode active material layer, by providing the insulating member, the thickness of the anode plate or the cathode plate is increased, or the diameter of the electrode assembly is increased. There is almost no effect of increasing or reducing the reaction area of the active material layer. Furthermore, since the insulating member is provided so as not to come into contact with the anode active material layer or the cathode active material layer, the occurrence of dissimilar metal that has occurred at the bonding portion between the insulating member and the active material layer does not occur.
このとき、上記絶縁部材は、上記陽極活物質層または上記陰極活物質層の上記電極組立体の巻き取り方向の両端部の各端部から、それぞれ3.5mm以内の間隔だけ離隔された位置に設けられるのがよい。上記のような位置に絶縁部材を設けることにより、陽極活物質層の上記端部や陰極活物質層の上記端部がセパレータを破損させるのを防止することができる。 At this time, the insulating member is separated from each end of the anode active material layer or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly by a distance of 3.5 mm or less. It should be provided. By providing the insulating member at the position as described above, the end of the anode active material layer and the end of the cathode active material layer can be prevented from being damaged.
また、上記絶縁部材の厚さは、上記陽極活物質層または上記陰極活物質層の厚さと同一であるのがよい。 The insulating member may have the same thickness as the anode active material layer or the cathode active material layer.
上記絶縁部材は、絶縁テープで形成されることができる。あるいは、上記絶縁部材は、接着層と上記接着層の一面に付着される絶縁フィルムからなることもできる。このとき、上記接着層は、上記陽極活物質層または上記陰極活物質層と接触しないように設けられるのがよい。 The insulating member can be formed of an insulating tape. Alternatively, the insulating member may be composed of an adhesive layer and an insulating film attached to one surface of the adhesive layer. At this time, the adhesive layer is preferably provided so as not to contact the anode active material layer or the cathode active material layer.
ここで、上記陽極活物質層及び上記陰極活物質層は、陽極用スラリーまたは陰極用スラリーが均一に塗布された均一領域及び、上記陽極用スラリーまたは上記陰極用スラリーが均一に塗布されない不均一領域を有することができる。このとき、上記不均一領域は、上記陽極用スラリーまたは上記陰極用スラリーを塗布する際の、塗布開始領域及び塗布終了領域であることができる。そして、上記塗布開始領域は上記均一領域の厚さよりも厚く形成され、上記塗布終了領域は上記均一領域の厚さよりも薄く形成されることができる。 Here, the anode active material layer and the cathode active material layer include a uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is uniformly applied, and a non-uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is not uniformly applied. Can have. At this time, the non-uniform region may be a coating start region and a coating end region when the anode slurry or the cathode slurry is applied. The application start area may be formed thicker than the uniform area, and the application end area may be formed thinner than the uniform area.
このとき、上記絶縁部材の絶縁フィルムは、上記不均一領域を覆うように設けられてもよい。 At this time, the insulating film of the insulating member may be provided so as to cover the non-uniform region.
また、上記塗布開始領域に隣接して形成された上記絶縁部材の厚さは、上記塗布開始領域の厚さと同一であるのがよい。 In addition, the thickness of the insulating member formed adjacent to the application start region may be the same as the thickness of the application start region.
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、外装材と、上記外装材に収容され、陽極集電体と、上記陽極集電体上に形成された陽極活物質層と、上記陽極集電体上に設けられた陽極集電体露出領域とを備えた陽極板と、陰極集電体と、上記陰極集電体上に形成された陰極活物質層と、上記陰極集電体上に設けられた陰極集電体露出領域とを備えた陰極板と、上記陽極板と上記陰極板との間に介在されるセパレータとを含む電極組立体と、を含み、上記電極組立体は、上記陽極活物質層または/および上記陰極活物質層の上記電極組立体の巻き取り方向の両端のうちの少なくともいずれかの端部に隣接して、上記陽極集電体露出領域または上記陰極集電体露出領域の少なくとも一面に配設される絶縁部材を備えたこと、を特徴とする二次電池が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, an exterior material, an anode current collector housed in the exterior material, and an anode active material layer formed on the anode current collector, An anode plate having an anode current collector exposed region provided on the anode current collector, a cathode current collector, a cathode active material layer formed on the cathode current collector, and the cathode current collector. An electrode assembly including a cathode plate provided with a cathode current collector exposed region provided on an electric body, and a separator interposed between the anode plate and the cathode plate, and the electrode assembly The solid is adjacent to at least one of the ends of the anode active material layer and / or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly, and the anode current collector exposed region or the above An insulating member disposed on at least one surface of the exposed area of the cathode current collector is provided. Secondary battery is provided.
このような本発明にかかる二次電池によれば、陽極集電体上に形成された陽極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部、または、陰極集電体上に形成された陰極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部の、少なくともいずれかに隣接して、絶縁部材が陽極集電体上または陰極集電体上に設けられる。これにより、陽極集電体上に形成された陽極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部や、陰極集電体上に形成された陰極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端部が、電極組立体を巻き取る際に、あるいは、電極組立体に外部から圧力が加えられた際に、セパレータを破損させることを防止することができる。また、上記絶縁部材は、陽極活物質層または陰極活物質層と重ならないように設けられるため、上記絶縁部材を設けることにより、陽極板または陰極板の厚みが増したり、電極組立体の直径が増加したり、活物質層の反応面積が減少するといった影響が出ることは殆どない。更に、上記絶縁部材は、陽極活物質層または陰極活物質層と接触しないように設けられるので、絶縁部材と活物質層との接着部において発生していた異種金属の湧出も生じなくなる。 According to such a secondary battery according to the present invention, the anode active material layer formed on the anode current collector is formed on both ends of the electrode assembly in the winding direction or on the cathode current collector. An insulating member is provided on the anode current collector or the cathode current collector adjacent to at least one of both ends in the winding direction of the electrode assembly of the cathode active material layer. Thus, both ends of the winding direction of the electrode assembly of the anode active material layer formed on the anode current collector and the winding direction of the electrode assembly of the cathode active material layer formed on the cathode current collector It is possible to prevent the separator from being damaged when both ends of the electrode take up the electrode assembly or when pressure is applied to the electrode assembly from the outside. In addition, since the insulating member is provided so as not to overlap the anode active material layer or the cathode active material layer, by providing the insulating member, the thickness of the anode plate or the cathode plate is increased, or the diameter of the electrode assembly is increased. There is almost no effect of increasing or reducing the reaction area of the active material layer. Furthermore, since the insulating member is provided so as not to come into contact with the anode active material layer or the cathode active material layer, the occurrence of dissimilar metal that has occurred at the bonding portion between the insulating member and the active material layer does not occur.
ここで、上記外装材の形状は、円筒型、角柱型または、角に丸みを有する柱型のうちのいずれかの形状に形成されることができる。また、上記外装材は、一方の端部に開口部が形成され、上記開口部にキャップ組立体が装着されるように構成されることができる。 Here, the shape of the exterior material can be formed in any one of a cylindrical shape, a prismatic shape, and a pillar shape having rounded corners. The exterior material may be configured such that an opening is formed at one end, and a cap assembly is attached to the opening.
あるいは、上記外装材は、パウチ型であってもよい。 Alternatively, the exterior material may be a pouch type.
また、上記絶縁部材は、上記陽極活物質層または上記陰極活物質層の上記電極組立体の巻き取り方向の両端部の各端部から、それぞれ3.5mm以内の間隔だけ離隔された位置に設けられるのがよい。上記のような位置に絶縁部材を設けることにより、陽極活物質層の上記端部や陰極活物質層の上記端部がセパレータを破損させるのを防止することができる。 The insulating member is provided at a position separated from each end of the anode active material layer or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly by an interval of 3.5 mm or less. It is good to be done. By providing the insulating member at the position as described above, the end of the anode active material layer and the end of the cathode active material layer can be prevented from being damaged.
また、上記絶縁部材の厚さは、上記陽極活物質層または上記陰極活物質層の厚さと同一であるのがよい。 The insulating member may have the same thickness as the anode active material layer or the cathode active material layer.
上記絶縁部材は、絶縁テープで形成されることができる。あるいは、上記絶縁部材は、接着層と上記接着層の一面に付着される絶縁フィルムからなることもできる。このとき、上記接着層は、上記陽極活物質層または上記陰極活物質層と接触しないように設けられるのがよい。 The insulating member can be formed of an insulating tape. Alternatively, the insulating member may be composed of an adhesive layer and an insulating film attached to one surface of the adhesive layer. At this time, the adhesive layer is preferably provided so as not to contact the anode active material layer or the cathode active material layer.
ここで、上記陽極活物質層及び上記陰極活物質層は、陽極用スラリーまたは陰極用スラリーが均一に塗布された均一領域及び、上記陽極用スラリーまたは上記陰極用スラリーが均一に塗布されない不均一領域を有することができる。このとき、上記不均一領域は、上記陽極用スラリーまたは上記陰極用スラリーを塗布する際の、塗布開始領域及び塗布終了領域であることができる。そして、上記塗布開始領域は上記均一領域の厚さよりも厚く形成され、上記塗布終了領域は上記均一領域の厚さよりも薄く形成されることができる。 Here, the anode active material layer and the cathode active material layer include a uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is uniformly applied, and a non-uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is not uniformly applied. Can have. At this time, the non-uniform region may be a coating start region and a coating end region when the anode slurry or the cathode slurry is applied. The application start area may be formed thicker than the uniform area, and the application end area may be formed thinner than the uniform area.
このとき、上記絶縁部材の絶縁フィルムは、上記不均一領域を覆うように設けられてもよい。 At this time, the insulating film of the insulating member may be provided so as to cover the non-uniform region.
また、上記塗布開始領域に隣接して形成された上記絶縁部材の厚さは、上記塗布開始領域の厚さと同一であるのがよい。 In addition, the thickness of the insulating member formed adjacent to the application start region may be the same as the thickness of the application start region.
以上説明したように本発明によれば、絶縁部材の接着層が電極活物質層と接触しないように設けられるので、活物質層の反応面積が減少されることを防止することができ、減少されてない面積に相当する分の電池容量を増加させることができる。また、電極活物質層を絶縁部材が覆う構造ではないので、絶縁層部材分の厚さの増加が生じず、ゼリーロールの長径が大きくなることを防止することができる。また、電極活物質層と接着層との接触が発生しないので、電極活物質層と絶縁層とが接着する領域において異種金属が湧出する問題を防止することができる。 As described above, according to the present invention, since the adhesive layer of the insulating member is provided so as not to contact the electrode active material layer, it is possible to prevent and reduce the reaction area of the active material layer. The battery capacity can be increased corresponding to the unoccupied area. In addition, since the insulating member does not cover the electrode active material layer, the thickness of the insulating layer member is not increased, and the major axis of the jelly roll can be prevented from increasing. In addition, since the contact between the electrode active material layer and the adhesive layer does not occur, it is possible to prevent a problem that different kinds of metal spring out in a region where the electrode active material layer and the insulating layer are bonded.
更に、電極活物質層の両端部においてその形状や厚みが不均一に形成されることにより発生するセパレータの損傷を防止することができ、互いに極性が異なる極板間で短絡が発生することを防止して、電極組立体及び二次電池の安全性を向上させることができる。 Furthermore, it is possible to prevent the separator from being damaged due to the non-uniform shape and thickness formed at both ends of the electrode active material layer, and to prevent a short circuit from occurring between plates having different polarities. Thus, the safety of the electrode assembly and the secondary battery can be improved.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本発明は、ここで説明する実施形態に限られず、他の形態で具体化されることができる。以下に説明する実施形態は、開示された発明が完成されていることを示すと共に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供するものである。図面において、層及び領域の厚みは本発明を明確に説明するために誇張して図示されたものである。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. Further, the present invention is not limited to the embodiment described here, and can be embodied in other forms. The embodiments described below are provided to show that the disclosed invention has been completed and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness of layers and regions are exaggerated for clarity in describing the present invention.
先ず、本発明の実施の形態にかかる電極組立体について説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかる電極組立体を示す分解斜視図である。 First, an electrode assembly according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
図1を参照すると、電極組立体10は、第1電極板20(以下、陽極板と言う)と、第2電極板30(以下、陰極板と言う)と、セパレータ40とを含む。
Referring to FIG. 1, the
電極組立体10は、陽極板20、陰極板30及びセパレータ40が積層され、巻き取られることによりゼリーロール形態に形成される。
The
セパレータ40は、陽極板20と陰極板30との間及び二つの電極板20、30の下側あるいは上側に一つずつ位置するので、積層及び巻き取られる二つの電極20、30が突き当たる部分に介在されて二つの電極板20、30間の短絡を防止する。すなわち、セパレータ40は、1枚が陽極板20と陰極板30との間に介在され、別の1枚が上記陽極板20とセパレータ40と陰極板30との積層体の上または下に積層される。これにより、陽極板20と陰極板30との短絡を防止することができる。
Since the
陽極板20は、化学反応により発生する電子を集めて外部回路に伝達する陽極集電体21と、陽極集電体21の一側面(一方の面)あるいは両側面(両方の面)に、陽極活物質が含まれた陽極用スラリーが塗布された陽極活物質層22からなる。
The
また、陽極集電体21の両端のうちの一側または両側には陽極活物質が含まれた陽極用スラリーが塗布されてなく、陽極集電体21がそのままである陽極集電体露出領域(陽極無地部)23が形成される。例えば、陽極集電体21には、その中央部にスラリーが塗布されて陽極活物質層22が形成され、陽極集電体21の巻き取り方向における両端部には、スラリーが塗布されずに陽極集電体21が露出されたままとなる陽極集電体露出領域23が形成される。
Further, the anode current collector exposed region (wherein the anode
陽極集電体21としては、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタンまたはこれらの合金、アルミニウムまたはステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したものなどを用いることができる。これらのうち、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いるのがよい。しかし、本発明において、陽極集電体の材質は上記の物質に限定されるものではない。
As the anode
陽極集電体21の形態は、ホイル、フィルム、シート、パンチングされたもの、多孔質体、発泡材などであることができる。また、陽極集電体21の厚さは、通常1〜50μmであることができ、好ましくは1〜30μmであるのがよい。しかし、本発明において、陽極集電体の形態及び厚さは、上記の形態及び厚さに限定されるものではない。
The form of the anode
陽極活物質層22は、例えば、カーボンブラック(carbon black)や黒煙粉末などの導電材及び、活物質を固定させるためのバインダーなどを、陽極活物質に混合させた組成物を用いて形成することができる。
The anode
上記陽極活物質には、コバルト、マンガン、ニッケルから選択される少なくとも1種とリチウムとの複合酸化物のうちの1種以上のものを用いることができる。しかし、本発明において、陽極活物質を組成する物質は、上記の物質に限定されるものではない。 As the anode active material, one or more of a complex oxide of at least one selected from cobalt, manganese, and nickel and lithium can be used. However, in the present invention, the material composing the anode active material is not limited to the above materials.
陽極集電体露出領域(陽極無地部)23には、陽極集電体21に集まった電子を外部回路に伝達する陽極タブ24が接合される。陽極タブ24は、ニッケルまたはアルミニウム材質の薄板に形成されることができる。
An
陽極タブ24が接合された部位には、その上面を覆うように保護部材25が設けられる。保護部材25は、陽極タブ24が陽極集電体露出領域23に接合された部位を保護して短絡などを防止するために設けられる。かかる保護部材25に用いることができる材質としては、耐熱性を有する素材、例えばポリエステルのような高分子樹脂を用いることができる。また、保護部材25は、陽極集電体露出領域23に接合される陽極タブ24を完全に覆うことのできる幅と長さを有するのがよい。
A
また、陽極板20は、陽極集電体露出領域23に付着されて、陽極活物質層22の両端のうち少なくとも一端に隣接して形成される絶縁部材26を含む。ここで、陽極活物質層22の両端とは、陽極板20、陰極板30及びセパレータ40を巻き取って電極組立体10を形成する際の、巻き取り方向における両端である。
The
絶縁部材26は、絶縁テープから形成されることができる。上記絶縁テープは、接着層26aと、接着層26aの一面に付着される絶縁フィルム26bからなることができる。しかし、本発明において、絶縁部材の形状及び材質は、上記の形状及び材質に限定されるものではない。
The insulating
上記絶縁テープの接着層26aは、例えば、エチレン(Ethylene)−アクリル酸エステル(Acrylic ester)共重合体、ゴム系粘着材、エチレン酢酸ビニール共重合体などから成ることができる。また、上記絶縁テープ26の絶縁フィルム26bは、例えば、ポリプロピレン(Poly propylene)、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate)、ポリエチレンナフタレート(Polyethylene naphthalate)などから成ることができる。
The insulating
陰極板30は、化学反応により発生した電子を集めて外部回路に伝達する陰極集電体31と、陰極集電体31の一側面(一方の面)あるいは両側面(両方の面)に陰極活物質が含まれた陰極用スラリーが塗布された陰極活物質層32からなる。
The
また、陰極集電体31の両端のうちの一側または両側には陰極活物質が含まれた陰極用スラリーが塗布されてなく、陰極集電体31がそのままである陰極集電体露出領域(陰極無地部)33が形成される。例えば、陰極集電体31には、その中央部にスラリーが塗布されて陰極活物質層32が形成され、陰極集電体31の巻き取り方向における両端部には、スラリーが塗布されずに陰極集電体31が露出されたままとなる陰極集電体露出領域33が形成される。
Further, the cathode current collector exposed region (wherein the cathode
陰極集電体31としては、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンまたはこれらの合金、銅またはステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したものなどを用いることができる。これらのうち、銅または銅合金を用いるのがよい。しかし、本発明において、陰極集電体の材質は上記の物質に限定されるものではない。
As the cathode
陰極集電体31の形態は、ホイル、フィルム、シート、パンチングされたもの、多孔質体、発泡材などであることができる。また、陰極集電体31の厚さは、通常1〜50μmであることができ、好ましくは1〜30μmであるのがよい。しかし、本発明において、陰極集電体の形態及び厚さは、上記の形態及び厚さに限定されるものではない。
The form of the cathode
陰極活物質層32は、例えば、カーボンブラック(carbon black)のような導電材及び、例えば、PVDF(Polyvinylidene fluoride)、SBR(Styrene butadiene rubber)、PTFE(Polytelrafluoro ethylene)などの活物質を固定させるためのバインダーなどを、陰極活物質に混合させた組成物を用いて形成することができる。
The cathode
上記陰極活物質には、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素纎維などの炭素材料、リチウム金属、リチウム合金などを用いることができる。しかし、本発明おいて、陰極活物質の材質は、上記の材質に限定されるものではない。 As the cathode active material, crystalline carbon, amorphous carbon, carbon composite, carbon fiber such as carbon fiber, lithium metal, lithium alloy, or the like can be used. However, in the present invention, the material of the cathode active material is not limited to the above materials.
陰極集電体露出領域(陰極無地部)33には、陰極集電体31に集まった電子を外部回路に伝達する陰極タブ34が接合される。陰極タブ34は、ニッケル材質の薄板に形成されることができる。
A
陰極タブ34が接合された部位には、その上面を覆うように保護部材35が設けられる。保護部材35は、陰極タブ34が陰極集電体露出領域33に接合された部位を保護して短絡などを防止するために設けられる。かかる保護部材35に用いることができる材質としては、耐熱性を有する素材、例えばポリエステルのような高分子樹脂を用いることができる。また、保護部材35は、陰極集電体露出領域33に接合される陰極タブ34を完全に覆うことのできる幅と長さを有するのがよい。
A
また、陰極板30は、陰極集電体露出領域33に付着されて、陰極活物質層32の両端のうち少なくとも一端に隣接して形成される絶縁部材36を含む。ここで、陰極活物質層32の両端とは、陽極板20、陰極板30及びセパレータ40を巻き取って電極組立体10を形成する際の、巻き取り方向における両端である。
The
絶縁部材36は、絶縁テープから形成されることができる。上記絶縁テープは、接着層と、接着層の一面に付着される絶縁フィルムからなることができる。しかし、本発明において、絶縁部材の形状及び材質は、上記の形状及び材質に限定されるものではない。
The insulating
上記絶縁テープの接着層は、例えば、エチレン(Ethylene)−アクリル酸エステル(Acrylic ester)共重合体、ゴム系粘着材、エチレン酢酸ビニール共重合体などから成ることができる。また、上記絶縁テープの絶縁フィルムは、例えば、ポリプロピレン(Poly propylene)、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate)、ポリエチレンナフタレート(Polyethylene naphthalate)などから成ることができる。 The adhesive layer of the insulating tape can be made of, for example, an ethylene-acrylic ester copolymer, a rubber-based adhesive, an ethylene vinyl acetate copolymer, or the like. The insulating film of the insulating tape may be made of, for example, polypropylene (Polypropylene), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or the like.
セパレータ40は、一般的な、例えばポリエチレン(Polyethylene)、ポリプロピレン(Poly propylene)などの熱可塑性樹脂で形成され、その表面は多孔膜構造になっている。このような多孔膜構造は、電池内部の温度上昇により上記熱可塑性樹脂の温度がその融点近くになると、セパレータ40が溶融して通孔が塞がれることで絶縁フィルムとなる。このように絶縁フィルムに変化することによって、陽極板20と陰極板30との間のリチウムイオンの移動が遮断され、それ以上の電流が流れなくなることで電池内部の温度上昇を抑えることができる。
The
次に、本発明の実施の形態にかかる電極板、すなわち陽極板20及び陰極板30について、詳しく説明する。
Next, the electrode plates according to the embodiment of the present invention, that is, the
図2Aは、本発明の実施の形態にかかる電極組立体の電極板を示す平面図である。また、図2Bは、本発明の実施の形態にかかる電極組立体の電極板を示す側面図である。そして、図2Cは、本発明の実施の形態の変更例による電極組立体の電極板を示す側面図である。以下、電極板について説明する場合、陽極板20を例にとって説明することとする。陰極板30の構成は陽極板20の構成と同様であるため、陰極板30についての詳しい説明は省略する。
FIG. 2A is a plan view showing an electrode plate of the electrode assembly according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a side view showing the electrode plate of the electrode assembly according to the embodiment of the present invention. FIG. 2C is a side view showing an electrode plate of an electrode assembly according to a modification of the embodiment of the present invention. Hereinafter, when the electrode plate is described, the
図2A〜図2Cに示されたように、陽極集電体21の一側に形成された活物質層22は、両端部の不均一領域A、Bと不均一領域間の均一領域Cからなることができる。すなわち、陽極集電体21にスラリーを塗布し始めるスタート部では、陽極活物質層22に塗布されたスラリーが連続する均一領域Cと比べて固まって多少突き出された不均一領域Aが形成される。また、陽極集電体21へのスラリーの塗布が終了する終端部では、引き摺れ現象が発生して陽極活物質層が連続される均一領域Cに比べてスラリーが少なく塗布される不均一領域Bが発生する。すなわち、陽極活物質層のスタート部は均一領域Cより厚さが厚く、陽極活物質層の終端部は均一領域Cより厚さが薄く形成される。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
例えば、図2Bを参照すると、陽極集電体21には、陽極集電体21の巻き取り方向における中央部に陽極活物質層22が形成され、陽極集電体21の巻き取り方向における両端部は、陽極集電体21が露出されたままの陽極集電体露出領域23となる。このとき、図2Bに示された陽極集電体21の上側の面においては、図面の左方向から右方向に陽極活物質が塗布されることにより、陽極活物質層22が形成されている。すなわち、陽極集電体21の巻き取り方向に陽極活物質を塗布することにより、陽極活物質層22が形成される。
For example, referring to FIG. 2B, the anode
そして、図2Bの陽極集電体21の上側の面の領域Aに示されたように、陽極活物質を塗布する際の塗布開始地点の領域では、陽極活物質が盛り上がって塗布されており、陽極活物質が均一に塗布された均一領域Cと比較すると、その厚みが厚くなってしまっている。逆に、図2Bの陽極集電体21の上側の面の領域Bに示されたように、陽極活物質を塗布する際の塗布終了地点の領域では、陽極活物質が領域の終端に向かって徐々に薄くなるように塗布されており、陽極活物質が均一に塗布された均一領域Cと比較すると、その厚みが薄くなってしまっている。ここで、図2Bに示された陽極板20の下側の面においては、陽極活物質は図面の右方向から左方向に塗布されている。
Then, as shown in the region A on the upper surface of the anode
ここで、本発明の実施の形態にかかる電極組立体の陽極板20は、陽極集電体露出領域23に付着されて、陽極活物質層22の両端部のうちの少なくとも一端部に隣接し、上記少なくとも一つの端部と平行するようにストライプ(stripe)型に形成される絶縁部材26を含む。すなわち、絶縁部材26は、陽極活物質層22の陽極集電体巻き取り方向の縁部(端部)から所定の距離だけ離隔されて、上記縁部と平行に、陽極集電体21の陽極集電体露出領域23に付着されて設けられることができる。また、陽極活物質層22が陽極集電体21の両方の面に設けられるとき、絶縁部材26は、陽極集電体21の両方の面に設けられることもできるし、一方の面にだけ設けられることもできる。また、絶縁部材26は、陽極版20と陰極板30の両方に設けられることもできるし、一方の電極板にだけ設けられることもできる。
Here, the
絶縁部材26は絶縁テープで形成され、接着層26aと接着層26aの一面に付着する絶縁フィルム26bからなることができる。しかし、本発明において、絶縁部材26の形状及び材質は、上記の形状及び材質に限定されるものではない。
The insulating
例えば、接着層26aは、エチレン(Ethylene)−アクリル酸エステル(Acrylic ester)共重合体、ゴム系粘着材、エチレン酢酸ビニール共重合体などから形成されることができる。また、絶縁フィルム26bは、例えば、ポリプロピレン(Poly propylene)、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate)、ポリエチレンナフタレート(Polyethylene naphthalate)などから形成されることができる。
For example, the
絶縁部材26は、陽極活物質層22の端から3.5mm以内の間隔を維持するように設けられるのがよい。絶縁部材26と陽極活物質層22の端との間隔が3.5mmよりも広くなると、電極組立体を製造する過程において、不均一領域A、不均一領域Bなどがセパレータを損傷させ、更にセパレータの損傷により内部的な短絡が発生する恐れがある。
The insulating
また、絶縁部材26の厚さは、陽極活物質層22の厚さと同一の厚さに形成されるのがよい。ここで、塗布されたスラリーが固まって多少突き出される突出部が形成された不均一領域Aに隣接して形成される絶縁部材26については、その厚さは突出部の厚さと同一の厚さに形成されるのがよい。すなわち、陽極活物質層22の突出部の厚みが最も厚い部分は、陽極板20全体のなかでは局部的に突出していることになり、このような陽極板20を巻き取って電極組立体10を形成すれば、かかる突出部に隣接するセパレータ40が破損する恐れがある。そこで、上記突出部と同じ厚さの絶縁部材26を上記突出部に隣接して設けることにより、陽極板20全体として局部的に突出された領域をなくして、セパレータ40が破損するのを防止することができる。
The insulating
このとき、絶縁部材26は、図2Bに示されたように、陽極活物質層22と重ならないように形成されることもできるし、図2Cに示されたように、絶縁部材26の絶縁フィルム26b’のみが陽極活物質層22の不均一領域A、Bを覆うように形成されることもできる。
At this time, the insulating
ここで、本発明の実施の形態の変更例による電極組立体について説明する。 Here, an electrode assembly according to a modification of the embodiment of the present invention will be described.
図2Cを参照すると、絶縁部材26’は、絶縁部材26と同様に、陽極活物質層22の両端部のうちの少なくとも一端部に隣接し、上記少なくとも一つの端部と平行するように陽極集電体露出領域23に付着される。すなわち、絶縁部材26は、陽極活物質層22の陽極集電体巻き取り方向の縁部(端部)に隣接して、上記縁部と平行に、陽極集電体21の陽極集電体露出領域23に付着されて設けられることができる。
Referring to FIG. 2C, similarly to the insulating
ここで、絶縁部材26’の接着層26a’は、陽極活物質層22の端から3.5mm以内の間隔を維持するように設けられるのがよい。
Here, the
一方、絶縁部材26’の絶縁フィルム26b’は、接着層26a’の一面に付着され、更に陽極活物質層22の不均一領域AまたはBを覆うように設けられる。すなわち、絶縁部材26’の絶縁フィルム26b’は、接着層26a’の上面と、接着層26a’と陽極活物質層22との間の隙間と、陽極活物質層22の不均一領域AまたはBとを、一体となって覆うように設けられる。
On the other hand, the insulating
上記のように、本発明の実施の形態においては、接着層26a、26a’が陽極活物質層22と接触しないように設けられるので、陽極活物質層22と接着層26a、26a’が接触する箇所において、各成分の反応によりコバルト成分以外の異種金属が湧出することを防止することができる。また、絶縁部材26、26’の接着層26a、26a’が陽極活物質層22と重ならないように設けられるので、陽極活物質層22の反応面積が減少せず、二次電池の充放電効率を向上させることができる。更に、陽極活物質層22を絶縁部材26、26’の接着層26a、26a’が覆う構造ではないので、巻き取られた電極組立体10の長径が大きくなることを防止することができる。
As described above, in the embodiment of the present invention, since the
また、陽極活物質層22の均一領域Cとほぼ同じ厚さの絶縁部材26、26’を、陽極活物質層22の巻き取り方向の端部に隣接して設けたことにより、絶縁部材26、26’から陽極活物質層22にかけての厚みが均一になり、電極組立体10の巻き取り時にセパレータが破損されるのを防止することができる。
Further, the insulating
次に、本発明の実施の形態にかかる電極組立体を用いた二次電池について詳細に説明する。図3は、本発明の実施の形態にかかる電極組立体が缶に収容された二次電池を示す分解斜視図である。図4は、本発明の実施の形態にかかる電極組立体がパウチに収容された二次電池を示す分解斜視図である。 Next, a secondary battery using the electrode assembly according to the embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 3 is an exploded perspective view showing a secondary battery in which the electrode assembly according to the embodiment of the present invention is accommodated in a can. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a secondary battery in which the electrode assembly according to the embodiment of the present invention is housed in a pouch.
図3を参照すると、二次電池100は、外装材110、外装材110の内部に収容されるゼリーロ−ル型の電極組立体120及び、外装材110の一端に結合されるキャップ組立体130を含む。
Referring to FIG. 3, the
外装材110は、その一端が開口された形状を有した金属材から成り、外装材110自体が端子の役割を担うことができる。外装材110の形状は、例えば、円筒型、角柱型、または、その角部が丸みを有するように形成された柱型などであることができる。また、外装材110は、例えば、鉄材、アルミニウムなどの材質を用いて、ディップドローイング方法などにより形成されることができる。
The
電極組立体120は、第1電極板122、第2電極板124及び、第1電極板122と第2電極板124との間に介在されるセパレータ125を含み、これらが巻き取られて電極組立体120が形成される。また、第1電極板122には第1電極タブ121が接続され、第2電極板124には第2電極タブ123が接続される。
The
第1電極板122及び第2電極板124には、図1、図2A、図2B及び、図2Cを参照して説明した絶縁部材が備えられるが、絶縁部材についての詳細な説明はここでは省略する。
The
キャップ組立体130は、電極組立体120の上に順に設けられる絶縁ケース136、ターミナルプレート135、絶縁プレート134及びキャッププレート131と、キャッププレート131に装着されるガスケット133と、キャッププレート131に挿通される電極端子132とを含んで構成されることができる。
The
キャッププレート131は、外装材110の開口部と対応する大きさと形状を有し、平板型に形成される。キャッププレート131の一面には、端子通孔131a及び電解液注入口131bが、キャッププレート131を貫通して形成される。
The
電解液注入口131bは、電解液を注入するために設けられ、電解液注入口栓131cが結合されることにより密閉されることができる。
The
端子通孔131aには、電極端子132が挿通される。電極端子132の外側には、電極端子132をキャッププレート131と電気的に絶縁させるために、チューブ状のガスケット133が設けられる。
The
絶縁プレート134は、キャッププレート131の下面に配設される。絶縁プレート134にも、電極端子132が挿通されるように、キャッププレート131の端子通孔131aと対応する位置に孔が形成される。
The insulating
ターミナルプレート135は、絶縁プレート134の下面に配設される。ターミナルプレート135にも、電極端子132が挿通されるように、キャッププレート131の端子通孔131aと対応する位置に孔が形成される。
The
キャッププレート131の下面には、第1電極板122から引出されて第1電極板122と電気的に接続された第1電極タブ121が溶接される。また、ターミナルプレート135の下面には、第2電極板124から引出されて第2電極板124と電気的に接続された第2電極タブ123が溶接される。
A
絶縁ケース136は、外装材110に収容された電極組立体120の上面に設けられて、電極組立体120とキャップ組立体130を電気的に絶縁させる役割を果たす。
The insulating
絶縁ケース136には、キャッププレート131に形成された電解液注入口131bと対応する位置に電解液注入通孔136aが形成される。また、絶縁ケース136には、第1電極タブ121が引出される引出し溝(引出しグルーブ)136b、及び、第2電極タブ123が引出される引出し孔(引出しホール)136cが形成される。引出し溝136b及び引出し孔136cは、第1電極タブ121及び第2電極タブ123が相互に所定の距離だけ離隔されて外部に引き出されるように、第1電極タブ121及び第2電極タブ123をガイドする役割を果たす。
In the insulating
上記のように形成された二次電池は、過電流、過放電または、過充電などの、安全上の問題を解決するための保護素子がその一面に実装された保護回路基板をさらに備えることもできる。 The secondary battery formed as described above may further include a protection circuit board on which a protection element for solving safety problems such as overcurrent, overdischarge, or overcharge is mounted. it can.
また、二次電池の見掛けを保護するために、二次電池の外側にチュービングまたはラベリングをさらに実施することもできる。すなわち、二次電池の外側面を覆うようにチューブ形態またはラベル形態の外装を設けて、二次電池の外側を保護するように構成することもできる。 In addition, in order to protect the appearance of the secondary battery, tubing or labeling can be further performed on the outside of the secondary battery. That is, it is also possible to provide a tube-shaped or label-shaped exterior so as to cover the outer surface of the secondary battery so as to protect the outer side of the secondary battery.
または、別途の外部ケースをさらに備えて、二次電池の外側に結合させることにより、二次電池の外側を保護するように構成することもできる。 Alternatively, a separate external case may be further provided and coupled to the outside of the secondary battery to protect the outside of the secondary battery.
次に、電極組立体がパウチに収容された二次電池について説明する。 Next, the secondary battery in which the electrode assembly is accommodated in the pouch will be described.
図4を参照すると、二次電池200は、上部外装材211及び下部外装材212からなるパウチ型の外装材210及び、外装材210に収容される電極組立体220を含んで構成される。
Referring to FIG. 4, the
上部外装材211及び下部外装材212は、それぞれの一端(一辺)が相互に接合されて、残りの端部(辺)は開放されて、電極組立体220が収容されるように形成される。
The upper
上部外装材211または下部外装材212のうちのいずれか1つの外装材には、電極組立体220を収容することができる空間が形成される。図4には、下部外装材212に電極組立体220を収容する空間が形成された場合が示されている。
A space that can accommodate the
上部外装材211及び下部外装材212の端には、熱融着などの方法で密封された上部シーリング部211a及び下部シーリング部212aが形成される。外装材210は、上部外装材211及び下部外装材212の縁に沿って形成された上部シーリング部211a及び下部シーリング部212aが、熱融着などの方法によって結合されることにより密閉されることができる。
At the ends of the upper
外装材210は、熱融着層210aと、金属層210bと、絶縁膜210cとからなる多層構造に形成される。熱融着層210aは、熱融着性を有して、シーリング材としての役割を果たすことができる。金属層210bは、機械的強度を維持し、水分と酸素のバリア層の役割を果たすことができる。金属層210bは、外装材210に機械的強度を付与し、外部の水分及び酸素が二次電池の内部に進入するのを防止するバリアとして機能することができる。
The
電極組立体220は、第1電極板222、第2電極板224及び、第1電極板222と第2電極板224との間に介在されるセパレータ225を含み、これらが巻き取られて電極組立体220が形成される。また、第1電極板222には第1電極タブ221が接続され、第2電極板224には第2電極タブ223が接続される。
The
第1電極板222及び第2電極板224には、図1、図2A、図2B及び、図2Cを参照して説明した絶縁部材が備えられるが、絶縁部材についての詳細な説明はここでは省略する。
The
また、第1電極タブ221及び第2電極タブ223のシーリング部211a、212aと重なる位置には、外装材210の密封性を高めるように、タブテープ226及びタブテープ227をさらに備えることができる。
In addition, a
上記のように形成された二次電池は、過電流、過放電または、過充電などの安全上の問題を解決するための保護素子がその一面に実装された保護回路基板をさらに備えることもできる。 The secondary battery formed as described above may further include a protection circuit board on which a protection element for solving safety problems such as overcurrent, overdischarge, or overcharge is mounted. .
また、二次電池の見掛けを保護するために、二次電池の外側にチュービングまたはラベリングをさらに実施することもできる。すなわち、二次電池の外側面を覆うようにチューブ形態またはラベル形態の外装を設けて、二次電池の外側を保護するように構成することもできる。 In addition, in order to protect the appearance of the secondary battery, tubing or labeling can be further performed on the outside of the secondary battery. That is, it is also possible to provide a tube-shaped or label-shaped exterior so as to cover the outer surface of the secondary battery so as to protect the outer side of the secondary battery.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、電極組立体及びそれを備えた二次電池に適用可能である。 The present invention is applicable to an electrode assembly and a secondary battery including the electrode assembly.
10、120、220 電極組立体
20 陽極板
21 陽極集電体
22 陽極活物質層
23 陽極集電体露出領域(陽極無地部)
24 陽極タブ
25、35 保護部材
26、26’、36 絶縁部材
26a、26a’ 接着層
26b、26b’ 絶縁フィルム
30 陰極板
31 陰極集電体
32 陰極活物質層
33 陰極集電体露出領域(陰極無地部)
34 陰極タブ
40、125、225 セパレータ
100、200 二次電池
110、210 外装材
121、123、221、223 電極タブ
122、124、222、224 電極板
130 キャップ組立体
131 キャッププレート
131a 端子通孔
131b 電解液注入口
131c 電解液注入口栓
132 電極端子
133 ガスケット
134 絶縁プレート
135 ターミナルプレート
136 絶縁ケース
136a 電解液注入通孔
136b 引出し溝(引出しグルーブ)
136c 引出し孔(引出しホール)
210a 熱融着層
210b 金属層
210c 絶縁膜
211 上部外装材
211a 上部シーリング部
212 下部外装材
212a 下部シーリング部
226、227 タブテープ
A、B 不均一領域
C 均一領域
10, 120, 220
24
34
136c Drawer hole (drawer hole)
210a
Claims (15)
陰極集電体と、前記陰極集電体上に形成された陰極活物質層と、前記陰極集電体上に設けられた陰極集電体露出領域とを備えた陰極板と、
前記陽極板と前記陰極板との間に介在されるセパレータとを含み、
前記陽極活物質層または/および前記陰極活物質層の電極組立体の巻き取り方向の両端のうちの少なくともいずれかの端部に隣接して、前記陽極集電体露出領域または前記陰極集電体露出領域の少なくとも一面に配設される絶縁部材を備え、
前記陽極活物質層及び前記陰極活物質層は、陽極用スラリーまたは陰極用スラリーが均一に塗布された均一領域及び、前記陽極用スラリーまたは前記陰極用スラリーが均一に塗布されない不均一領域を有し、
前記絶縁部材は、接着層と前記接着層の一面に付着される絶縁フィルムからなり、
前記接着層は、前記陽極活物質層または前記陰極活物質層の前記電極組立体の巻き取り方向の両端部の前記不均一領域に隣接して位置し、かつ、前記陽極活物質層または前記陰極活物質層と接触しないように設けられ、
前記絶縁フィルムは、前記不均一領域を覆うことを特徴とする電極組立体。 An anode plate comprising: an anode current collector; an anode active material layer formed on the anode current collector; and an anode current collector exposed region provided on the anode current collector;
A cathode plate comprising a cathode current collector, a cathode active material layer formed on the cathode current collector, and a cathode current collector exposed region provided on the cathode current collector;
Including a separator interposed between the anode plate and the cathode plate,
The anode current collector exposed region or the cathode current collector is adjacent to at least one of both ends of the anode active material layer and / or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly. Comprising an insulating member disposed on at least one surface of the exposed region;
The anode active material layer and the cathode active material layer have a uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is uniformly applied, and a non-uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is not uniformly applied. ,
The insulating member comprises an adhesive layer and an insulating film attached to one surface of the adhesive layer,
The adhesive layer is located adjacent to the non-uniform region at both ends of the anode active material layer or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly, and the anode active material layer or the cathode Provided so as not to contact the active material layer,
The electrode assembly, wherein the insulating film covers the non-uniform region.
前記外装材に収容され、
陽極集電体と、前記陽極集電体上に形成された陽極活物質層と、前記陽極集電体上に設けられた陽極集電体露出領域と、を備えた陽極板と、
陰極集電体と、前記陰極集電体上に形成された陰極活物質層と、前記陰極集電体上に設けられた陰極集電体露出領域と、を備えた陰極板と、
前記陽極板と前記陰極板との間に介在されるセパレータと、
を含む電極組立体と;
を含み、
前記電極組立体は、前記陽極活物質層または/および前記陰極活物質層の前記電極組立体の巻き取り方向の両端のうちの少なくともいずれかの端部に隣接して、前記陽極集電体露出領域または前記陰極集電体露出領域の少なくとも一面に配設される絶縁部材を備え、
前記陽極活物質層及び前記陰極活物質層は、陽極用スラリーまたは陰極用スラリーが均一に塗布された均一領域及び、前記陽極用スラリーまたは前記陰極用スラリーが均一に塗布されない不均一領域を有し、
前記絶縁部材は、接着層と前記接着層の一面に付着される絶縁フィルムからなり、
前記接着層は、前記陽極活物質層または前記陰極活物質層の前記電極組立体の巻き取り方向の両端部の前記不均一領域に隣接して位置し、かつ、前記陽極活物質層または前記陰極活物質層と接触しないように設けられ、
前記絶縁フィルムは、前記不均一領域を覆うことを特徴とする二次電池。 With exterior materials;
Housed in the exterior material,
An anode plate comprising: an anode current collector; an anode active material layer formed on the anode current collector; and an anode current collector exposed region provided on the anode current collector;
A cathode plate comprising: a cathode current collector; a cathode active material layer formed on the cathode current collector; and a cathode current collector exposed region provided on the cathode current collector;
A separator interposed between the anode plate and the cathode plate;
An electrode assembly comprising:
Including
The electrode assembly is exposed to the anode current collector adjacent to at least one of the ends of the anode active material layer and / or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly. An insulating member disposed on at least one surface of the region or the cathode current collector exposed region,
The anode active material layer and the cathode active material layer have a uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is uniformly applied, and a non-uniform region where the anode slurry or the cathode slurry is not uniformly applied. ,
The insulating member comprises an adhesive layer and an insulating film attached to one surface of the adhesive layer,
The adhesive layer is located adjacent to the non-uniform region at both ends of the anode active material layer or the cathode active material layer in the winding direction of the electrode assembly, and the anode active material layer or the cathode Provided so as not to contact the active material layer,
The secondary battery is characterized in that the insulating film covers the non-uniform region.
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